Light: Science & Applications 报道单有源区中红外 QCL 超宽带方案，室温 1.2 微米激射带宽刷新器件边界
学术圈重大事件 · 发布 2026-06-25T14:33:00+08:00 · 更新 2026-06-25T14:41:38+08:00
中科院长春光机所与 Light Publishing Center 6 月 24 日发布论文新闻，称团队通过 diagonal multi-state-to-continuum 有源区设计，在单有源区中红外量子级联激光器中实现室温 1.2 微米激射带宽、80 K 下 1.93 微米带宽。该结果面向中红外光频梳、多组分气体检测和自由空间通信，但当前仍是器件物理与实验样机进展，距离稳定商用光源还需要寿命、热管理和频梳锁定验证。
EurekAlert/Light Publishing Center 6 月 24 日发布消息，长春光机所孟波团队在 Light: Science & Applications 论文中提出一种 diagonal multi-state-to-continuum active region 设计，用于单有源区中红外量子级联激光器。量子级联激光器是中红外光谱、气体检测和光频梳的重要光源，但传统单有源区长波红外 QCL 室温电致发光谱宽常受限，垂直堆叠多有源区又会带来阈值电流、模式竞争和增益不均匀问题。
论文图 1 展示 diagonal multi-state-to-continuum 有源区设计的导带结构和相关波函数。（图源：Bo Meng et al.）
这项工作的可核验细节比较具体。新闻稿称，团队用 MOCVD 外延生长应变补偿材料体系，制作 mesa 和 Fabry-Perot 腔器件；室温 298 K 下，电致发光半高宽达到约 600 cm⁻¹，Fabry-Perot 器件在注入电流增加后激射谱逐步展宽，室温达到 1.2 微米激射带宽，80 K 下达到 1.93 微米。发布材料还称器件峰值功率为 2.72 W。
为什么重要，不在于单个激光器立刻替代现有系统，而在于它把宽带覆盖和单有源区结构放到同一器件路线中。中红外区域覆盖大量分子指纹吸收，环境监测、燃烧诊断、工业过程控制和医学呼气分析都需要稳定、宽带、可调的光源。若单有源区 QCL 能提供更平坦、更连续的宽谱增益，频梳和多气体同步检测系统可能减少复杂堆叠结构带来的工艺和控制成本。
仍需观察工程边界。新闻稿给出的结果是脉冲操作和特定腔结构下的器件表现，长期连续波运行、热滚降、频梳模式相干性、载波包络偏移锁定、批量外延一致性和封装可靠性仍需要后续论文或产品级测试。本文将其视为中红外半导体激光器设计的器件突破，而不是已经完成的商用传感平台。
信息来源
可信度说明
主要来源为 EurekAlert 上的 Light Publishing Center 机构新闻和 DOI `10.1038/s41377-026-02268-8`，页面给出 DOI、实验设计、器件参数和基金来源。新闻稿中“最宽”等表述依赖作者口径，需在同类波段、工作温度和器件结构条件下理解；商业化和频梳性能仍未由来源证明。